本發(fā)明涉及能源與動(dòng)力工程領(lǐng)域，尤其涉及花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔、冷卻系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在我國(guó)富煤少水的地區(qū)，例如內(nèi)蒙、甘肅、山西、新疆等地。由于這些地區(qū)水資源比較匱乏，一般采用空冷火力發(fā)電機(jī)組。相對(duì)于濕冷機(jī)組而言，空冷機(jī)組一般還要配置小型濕式冷卻塔或機(jī)械通風(fēng)濕式冷卻塔，原因如下：

1、小汽輪機(jī)一般采用汽動(dòng)驅(qū)動(dòng)形式。環(huán)境溫度的變化將導(dǎo)致主汽輪機(jī)真空降低，如果小汽輪機(jī)與主汽輪機(jī)共用凝汽器，小汽輪機(jī)的功率極易受到環(huán)境風(fēng)的影響，在極限情況下，不足以驅(qū)動(dòng)機(jī)組給水泵，使得機(jī)組的負(fù)荷受到限制；所以小汽輪機(jī)一般配備獨(dú)立的小型自然通風(fēng)濕式冷卻塔或機(jī)械通風(fēng)濕式冷卻塔，使得整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，投資和造價(jià)高，增加了維修維護(hù)的工作量。

2、電廠里的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械(主汽輪機(jī)、小汽輪機(jī)、磨煤機(jī)及所有的泵與風(fēng)機(jī))幾乎都需要溫度合適的冷卻水進(jìn)行冷卻，防止出現(xiàn)各類軸瓦溫度超高，以至于導(dǎo)致燒瓦事故。空冷機(jī)組無法提供溫度合適的冷卻水，因此電廠一般會(huì)設(shè)計(jì)有專門的小型濕冷冷卻塔或機(jī)械通風(fēng)濕式冷卻塔提供冷卻水源。

由上所知，空冷機(jī)組設(shè)計(jì)及建造過程中，一般配備空冷凝汽器和干式冷卻塔(又叫空冷塔)，外加小型自然通風(fēng)濕式冷卻塔或機(jī)械通風(fēng)濕式冷卻塔，存在功能相同的部件重復(fù)設(shè)計(jì)、占地面積大、系統(tǒng)復(fù)雜、維修維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明第一目的是提供花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔，該冷卻塔塔筒通過在干式冷卻塔塔筒內(nèi)底部設(shè)置濕式冷卻區(qū)，且干式冷卻區(qū)設(shè)置結(jié)構(gòu)不同的第一區(qū)和第二區(qū)，從第一區(qū)和從第二區(qū)進(jìn)入到濕式冷卻區(qū)的空氣具有不同的溫度，有助于在濕式冷卻區(qū)內(nèi)形成溫度差，可強(qiáng)化換熱效果，且冷卻區(qū)填料為空心且花瓣形狀，大大降低了填料區(qū)通風(fēng)阻力，可節(jié)省填料材料，降低投資。

本發(fā)明第二目的是提供一種火電廠的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過上述冷卻塔的設(shè)置，可有效提高冷卻系統(tǒng)的冷卻效率內(nèi)安裝有冷卻塔，所述冷卻塔為所述的花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔，有效提高冷卻塔的換熱效果。

本發(fā)明的第三目的是提供一種提高冷卻塔冷卻效率的方法，該方法通過采用上述的冷卻塔塔筒裝置，有效提高了冷卻塔換熱效率，冷卻效果好，同時(shí)節(jié)約現(xiàn)有資源。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供的第一個(gè)技術(shù)方案：

花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔，包括冷卻塔塔筒，冷卻塔塔筒底部中心為濕式冷卻區(qū)，在濕式冷卻區(qū)的四周方向?yàn)楦墒嚼鋮s區(qū)，干式冷卻區(qū)包括各自呈扇形的第一區(qū)和第二區(qū)，第一區(qū)與第二區(qū)相互鄰接圍繞濕式冷卻區(qū)設(shè)置一圈，第二區(qū)的周側(cè)設(shè)有第一冷卻單元及設(shè)于第二區(qū)進(jìn)風(fēng)口處的進(jìn)風(fēng)口冷卻單元，第一區(qū)的頂部設(shè)有第二冷卻單元，空氣進(jìn)入第一區(qū)和/或第二區(qū)進(jìn)行干式冷卻，在干區(qū)部分，經(jīng)過第一區(qū)的冷空氣只通過頂部的第二冷卻單元進(jìn)行換熱，經(jīng)過第二區(qū)的冷空氣只通過進(jìn)風(fēng)口冷卻單元換熱，保證了干區(qū)部分周向空氣均勻、穩(wěn)定流動(dòng)，減小干區(qū)的通風(fēng)阻力。從第一區(qū)進(jìn)入濕區(qū)的空氣不經(jīng)過換熱，而通過第二區(qū)進(jìn)入濕區(qū)的空氣經(jīng)過進(jìn)風(fēng)口冷卻塔單元進(jìn)行換熱，因此從第一區(qū)和從第二區(qū)進(jìn)入到濕式冷卻區(qū)的空氣具有不同的溫度，進(jìn)而在濕式冷卻區(qū)內(nèi)形成溫度差，可有效克服濕區(qū)的阻力，增加了濕區(qū)的空氣流動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，強(qiáng)化空氣流動(dòng)，提高了換熱效果，達(dá)到降低濕式冷卻區(qū)冷卻水溫的目的；

濕式冷卻區(qū)中填料是花瓣?duì)钤O(shè)置的，填料整體呈環(huán)形，且填料中部是空心的，即在塔心位置處不布置填料，即在塔心存在填料空心區(qū)，大大降低了填料區(qū)的通風(fēng)阻力，在保證冷卻效果的前提下，可節(jié)省填料材料，降低投資。

所述濕式冷卻區(qū)包括設(shè)于冷卻塔塔筒底部的濕式集水池，在濕式集水池的上方設(shè)置雨區(qū)，在雨區(qū)上方設(shè)置填料區(qū)，在填料區(qū)的上方設(shè)置配水系統(tǒng)。

上述冷卻塔，在干式冷卻塔塔筒內(nèi)部區(qū)域設(shè)置濕式冷卻區(qū)，代替了現(xiàn)有空冷機(jī)組系統(tǒng)中原有的小型自然通風(fēng)濕式冷卻塔塔筒或機(jī)械通風(fēng)濕式冷卻塔的功能，簡(jiǎn)化空冷機(jī)組的冷卻系統(tǒng)，減少設(shè)備投資，形成集成化的干濕混合冷卻塔系統(tǒng)。

此外，第二區(qū)(B區(qū))頂部不設(shè)置冷卻單元，這樣可保證干區(qū)部分兩部分空氣流動(dòng)均勻穩(wěn)定。經(jīng)過第一區(qū)的空氣通過頂部的第二冷卻單元進(jìn)行換熱后，向上流出塔外，經(jīng)過第二區(qū)的空氣通過進(jìn)風(fēng)口冷卻單元換熱，而后沿著軸向流出塔外，這樣進(jìn)入干區(qū)的冷空氣均可通過換熱面，可保證通過兩個(gè)區(qū)域的空氣在干區(qū)部分的受熱均勻。

而造成濕區(qū)溫差的原因是：第一區(qū)的冷空氣可直接沿著徑向進(jìn)入濕區(qū)，這部分空氣沒有經(jīng)過干區(qū)的吸熱，溫度低；第二區(qū)的空氣是經(jīng)過干區(qū)的進(jìn)風(fēng)口冷卻單元吸熱之后，再沿著徑向進(jìn)入濕區(qū)，這部分空氣溫度高；兩部分空氣在濕區(qū)匯合，有溫差，增加了流動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，有效緩解濕區(qū)的流動(dòng)阻力。

所述填料區(qū)和雨區(qū)直徑為d，集水池直徑為d₁，冷卻塔塔筒的底部直徑為D，三個(gè)直徑滿足如下關(guān)系：d＜d₁＜D。

為了得到最優(yōu)的冷卻效果，所述填料區(qū)直徑d＝(0.2-0.5)D，在這范圍內(nèi)冷卻塔冷卻能力達(dá)到最優(yōu)，具體尺寸需要根據(jù)機(jī)組情況和電廠所需冷卻水量而確定。

所述濕式冷卻區(qū)中填料頂部設(shè)置用于遮擋填料中部空心處以及相鄰花瓣?duì)钐盍现g空隙的頂部蓋板；

進(jìn)一步地，填料的外徑為d，內(nèi)徑為d₂，集水池直徑為d₁，整個(gè)冷卻塔的底部直徑為D，四個(gè)直徑滿足如下關(guān)系：d₂＜d＜d₁＜D。

所述填料區(qū)的高度在1.0m～2.0m之間，具體尺寸需要根據(jù)機(jī)組情況和電廠所需冷卻水量而確定，需要冷卻水量越多，填料區(qū)的高度越高。

所述雨區(qū)的高度與所述第二區(qū)第一冷卻單元和進(jìn)風(fēng)口冷卻單元的高度相同，均為H，H值需綜合考慮機(jī)組具體情況而定。

所述第二區(qū)周側(cè)的第一冷卻單元由冷卻三角排布設(shè)置，冷卻三角設(shè)有多個(gè)，多個(gè)尺寸相同且按照相同的排布方式進(jìn)行排布，外界冷空氣通過進(jìn)風(fēng)口冷卻單元進(jìn)入到第二區(qū)后，分別進(jìn)入到第二區(qū)的左側(cè)空間和右側(cè)空間，與第二區(qū)所有冷卻單元內(nèi)的水完成熱交換實(shí)現(xiàn)冷卻的目的。

所述第一區(qū)頂部設(shè)有第二冷卻單元，第二冷卻單元水平設(shè)置且第二冷卻單元由冷卻三角構(gòu)成，第一冷卻單元豎直設(shè)置，這樣外界冷空氣進(jìn)入第一區(qū)后，有三個(gè)方向的流動(dòng)方向，即左側(cè)空間、右側(cè)空間及第一區(qū)的上部空間。

第一區(qū)與第二區(qū)冷卻單元布置方式的不同，可保證外界冷風(fēng)在干式冷卻區(qū)內(nèi)流動(dòng)時(shí)均流經(jīng)一組冷卻單元，在一定程度保證了干式冷卻區(qū)內(nèi)的不同位置處阻力的一致性和風(fēng)溫的均勻性，從而均衡了干區(qū)內(nèi)不同位置處的壓差，實(shí)現(xiàn)干區(qū)內(nèi)部的換熱均勻。

本發(fā)明提供的第二方案是：

一種火電廠的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)內(nèi)安裝有冷卻塔，所述冷卻塔為所述的花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔，有效提高冷卻塔的換熱效果。

本發(fā)明提供的第三方案是：

一種提高冷卻塔冷卻效率的方法，采用所述的花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)本發(fā)明通過在干式冷卻塔塔筒內(nèi)底部設(shè)置濕式冷卻區(qū)，代替了現(xiàn)有空冷機(jī)組系統(tǒng)中原有的小型自然通風(fēng)濕式冷卻塔塔筒或機(jī)械通風(fēng)濕式冷卻塔塔筒的功能，簡(jiǎn)化空冷機(jī)組的冷卻系統(tǒng)，可減少設(shè)備投資。

2)本發(fā)明通過設(shè)置不同結(jié)構(gòu)的第一區(qū)和第二區(qū)，使得在濕式冷卻區(qū)內(nèi)產(chǎn)生溫度差，強(qiáng)化空氣流動(dòng)，提高了換熱效果，達(dá)到降低濕式冷卻區(qū)冷卻水溫的目的。

3)大型機(jī)組的冷卻塔直徑大，外界冷風(fēng)較難進(jìn)入塔心位置，塔心位置處若設(shè)置填料(直徑為d₂的圓形空心區(qū))，空氣無法進(jìn)入填料區(qū)的中心位置，無法實(shí)現(xiàn)填料的充分利用，因此塔心位置處不布置填料，即在塔心存在填料空心區(qū)，大大降低了填料區(qū)的通風(fēng)阻力，在保證冷卻效果的前提下，可節(jié)省填料材料，降低投資。

4)填料采取花瓣?duì)畈贾煤?，任意兩部分填料之間存在空隙區(qū)，因此流經(jīng)干區(qū)的空氣可在阻力較小的情況下進(jìn)入空隙區(qū)(圖2中流經(jīng)區(qū)域B的空氣)，然后向左右兩側(cè)進(jìn)入花瓣?duì)钐盍蠀^(qū)(如圖6所示)，可均勻填料區(qū)換熱，提高填料區(qū)的傳熱傳質(zhì)性能，進(jìn)一步提高濕區(qū)的冷卻效率。

附圖說明

圖1干濕混合冷卻塔塔筒立面圖；

圖2干濕混合冷卻塔塔筒進(jìn)風(fēng)口某高度處橫截面圖(圖1中的C-C視圖)；

圖3圖2中D-D視圖；

圖4圖2中E-E視圖；

圖5頂部蓋板俯視圖；

圖6花瓣?duì)钐盍暇植坎贾迷攬D；

其中，1冷卻塔塔筒；2第一冷卻單元；3填料區(qū)；4進(jìn)風(fēng)口冷卻單元；5第二冷卻單元；6濕式集水池；7濕區(qū)的空心區(qū)；8濕式配水區(qū)；9頂部蓋板；10空隙區(qū)；11濕式雨區(qū)；A第一區(qū)；B第二區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔，冷卻塔塔筒1底部中心為濕式冷卻區(qū)，在濕式冷卻區(qū)的四周方向?yàn)楦墒嚼鋮s區(qū)，干式冷卻區(qū)包括各自呈扇形的第一區(qū)A和第二區(qū)B，第一區(qū)與第二區(qū)相互鄰接圍繞濕式冷卻區(qū)設(shè)置一圈，第二區(qū)的周側(cè)設(shè)有第一冷卻單元2及設(shè)于第二區(qū)進(jìn)風(fēng)口處的進(jìn)風(fēng)口冷卻單元4，第一區(qū)A和第二區(qū)B共用垂直冷卻單元，空氣進(jìn)入第一區(qū)A和/或第二區(qū)B進(jìn)行干式冷卻，從第一區(qū)A和從第二區(qū)B進(jìn)入到濕式冷卻區(qū)的空氣具有不同的溫度，進(jìn)而在濕式冷卻區(qū)內(nèi)形成溫度差，強(qiáng)化空氣流動(dòng)，提高了換熱效果，達(dá)到降低濕式冷卻區(qū)冷卻水溫的目的。

所述濕式冷卻區(qū)包括設(shè)于冷卻塔塔筒1底部的濕式集水池6，在濕式集水池6的上方設(shè)置雨區(qū)11，在雨區(qū)11上方設(shè)置填料區(qū)3，在填料區(qū)3的上方設(shè)置濕式配水區(qū)8，填料區(qū)3為花瓣?duì)睢?/p>

上述冷卻塔，在干式冷卻塔塔筒內(nèi)部區(qū)域設(shè)置濕式冷卻區(qū)，代替了現(xiàn)有空冷機(jī)組系統(tǒng)中原有的小型自然通風(fēng)濕式冷卻塔塔筒或機(jī)械通風(fēng)濕式冷卻塔塔筒的功能，簡(jiǎn)化空冷機(jī)組的冷卻系統(tǒng)，減少設(shè)備投資，形成集成化的干濕混合冷卻塔塔筒。

為了便于濕式冷卻區(qū)的冷卻，所述填料區(qū)和雨區(qū)直徑為d，集水池直徑為d₁，冷卻塔塔筒的底部直徑為D，三個(gè)直徑滿足如下關(guān)系：d＜d₁＜D。

為了得到最優(yōu)的冷卻效果，所述填料區(qū)直徑d＝(0.2-0.5)D，具體尺寸需要根據(jù)機(jī)組情況和電廠所需冷卻水量而確定。

所述填料區(qū)3的高度在1.0m～2.0m之間，具體尺寸需要根據(jù)機(jī)組情況和電廠所需冷卻水量而確定，需要冷卻水量越多，填料區(qū)的高度越高，如圖2所示，濕式冷卻區(qū)中填料是花瓣?duì)钤O(shè)置的，且填料中部是空心的，包括填料Ⅰ、填料Ⅱ、填料Ⅲ、填料Ⅳ、填料Ⅴ和填料Ⅵ，六部分填料的體積和形狀相同，任一部分填料的圓心角為40°～50°，對(duì)應(yīng)的兩瓣填料之間的空隙區(qū)的夾角為10°～20°，填料的外徑為d，內(nèi)徑為d₂，集水池直徑為d₁，整個(gè)冷卻塔的底部直徑為D，四個(gè)直徑滿足如下關(guān)系：d₂＜d＜d₁＜D。

為保證流經(jīng)干區(qū)后的冷風(fēng)全部通過濕區(qū)的環(huán)形填料部分，在濕區(qū)的環(huán)形填料區(qū)位置增設(shè)頂部蓋板9，如圖5所示，防止冷風(fēng)不經(jīng)填料而直接從空心區(qū)流出塔外。

頂部蓋板9要全部遮擋空心區(qū)7和空隙區(qū)10，其材質(zhì)可為玻璃鋼制品或者鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架。

所述干濕混合冷卻塔濕區(qū)部分的填料采用花瓣?duì)畈贾梅绞?，如圖2所示；外界冷風(fēng)經(jīng)過干區(qū)吸熱之后，溫度略有升高，然后進(jìn)入濕區(qū)的雨區(qū)11、填料區(qū)3和配水區(qū)8進(jìn)行進(jìn)一步的吸熱吸濕，從而降低濕區(qū)的水溫，產(chǎn)生滿足電廠要求的冷卻水。

所述雨區(qū)11的高度與所述第二區(qū)第一冷卻單元2和進(jìn)風(fēng)口冷卻單元4的高度相同，均為H，H值需綜合考慮機(jī)組具體情況而定。

所述第二區(qū)周側(cè)的第一冷卻單元由冷卻三角排布設(shè)置，冷卻三角設(shè)有多個(gè)，多個(gè)尺寸相同且按照相同的排布方式進(jìn)行排布，外界冷空氣經(jīng)過進(jìn)風(fēng)口冷卻單元4進(jìn)入到第二區(qū)B后，進(jìn)入到第二區(qū)B的左側(cè)空間和右側(cè)空間，對(duì)第二區(qū)冷卻單元內(nèi)的水進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)冷卻的目的。

所述第一區(qū)A頂部設(shè)有第二冷卻單元5，第二冷卻單元5水平設(shè)置，第一冷卻單元2豎直設(shè)置，這樣外界冷空氣進(jìn)入第一區(qū)A后，有三個(gè)方向的流動(dòng)方向，即左側(cè)空間、右側(cè)空間及第一區(qū)的上部空間。

第一區(qū)與第二區(qū)布置方式的不同，可保證外界冷風(fēng)在干式冷卻區(qū)內(nèi)自下而上流動(dòng)時(shí)均流經(jīng)一組冷卻單元，即流經(jīng)第一區(qū)的第二冷卻單元或者第二區(qū)的進(jìn)風(fēng)口冷卻單元，在一定程度保證了干式冷卻區(qū)內(nèi)的不同位置處阻力的一致性和風(fēng)溫的均勻性，從而均衡了干區(qū)內(nèi)不同位置處的壓差，實(shí)現(xiàn)干區(qū)內(nèi)部的換熱均勻。

實(shí)施例2

一種火電廠的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)內(nèi)安裝有冷卻塔，所述冷卻塔為所述的花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔，有效提高冷卻塔的換熱效果。

實(shí)施例3

一種提高冷卻塔冷卻效率的方法，采用實(shí)施例1所述的花瓣?duì)钐盍喜贾玫母蓾窕旌洗笮屠鋮s塔。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。